机械设计基础课程设计ZDD6Word格式.docx
- 文档编号:20914334
- 上传时间:2023-01-26
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:55.90KB
机械设计基础课程设计ZDD6Word格式.docx
《机械设计基础课程设计ZDD6Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械设计基础课程设计ZDD6Word格式.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
=1100X2.0/1000X0.84
=2.62KW
n滚筒=119.4r/min
n总=0.84
P工作=2.62KW
3、确定电动机转速:
计算滚筒工作转速:
n筒=60X1000V/nD
=60X1000X2.0/3.14X320
=119.42r/min
按手册推荐(P90,表2-11-1)的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I'
=3~6。
取V带传动比I1=2~4,则总传动比理时范围为
Ia=6~24。
故电动机转速的可选范围为n'
=I'
Xn筒nd=(6~24)X119.42=716.52~2866.08r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。
根据容量和转速,由相关手册查出三种适用的电动机型号:
(如下表)
方
案
电动
机型
号
额定功率
电动机转速
(r/min)
电动机
重量
N
功率因
数
同步转
速
满载转
1
Y100L2-4
3.0
1500
1430
38
2.2
Y132S-6
1000
960
63
3
Y132M-8
750
710
79
根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:
因此有三种传支比方案。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1000r/min
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为丫132S-6。
电动机型号
Y132S-6
其主要性能:
额定功率:
3KW,满载转速
960r/min,额定转矩2.0,质量63kg。
三、计算总传动比及分配各级的伟动比
1、总传动比:
i总=门电动/n筒=960/119.4=8.04
i总=8.04据手册得
i齿轮=3.22
i带=2.5
2、分配各级伟动比
(1)据指导书P90表2-11-1,取带i带=2.5(带
i=2~4合理)
(2)-i总=i齿轮Xi带
i齿轮=i总/i带=8.04/2.5=3.22
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速(r/min
ni=n电机=960r/min
n|=960r/minnil=384r/minn川=119.4r/minnv=119.4r/min
Pi=2.61KWPii=2.48KWPiii=2.38KWPv=2.33KW
nII=nI/i带=960/2.5=384(r/min)
niii=n||/i齿轮=384/3.22=119.4(r/min)
niv=n/i联=119.40/1=119.40(r/min)
2、计算各轴的功率(KW
Pi=P工作
Pii=PiXn带=2.61X0.95=2.48KW
Piii=PiiXn轴承Xn齿轮=2.48X0.99X0.97
=2.38KW
Pv=PiiiXn联Xn轴=2.38X0.99X0.99
=2.33KW
3、计算各轴扭矩(N・m)
T|=9.55X1000P|/ni=9.55X1000X2.61/96
Ti=25.96N-m
Tii=61.67N-m
Tiii=190.36N-m
Tv=186.36N-m
=25.96N-m
Tii=9.55X1000Pii/nii
=9.55X1000X2.48/384
=61.67N-m
TIII=9.55X1000P|||/n|||=9.55X1000X2.
38/119.4
=190.36N-m
Tv=9.55X1000Pv/nv
=9.55X1000X2.33
/119.4
=186.36N-m
五、传动零件的设计计算
1、皮带轮传动的设计计算
(1)选择普通V带截型
由课本P132表8.21得:
kA=1.2
Pc=KaP=1.2X3=3.6KW
dd2=237.5mm
由课本P134图8.13得:
选用A型V带
取标准值
dd2=236mm
n2'
=87.09r/min
V=5.01m/s
(2)确定带轮基准直径,并验算带速
由课本得,推荐的小带轮基准直径为75~95mm贝U取ddi=95mm>
dmin=75
dd2=ni/n2ddi=960/384x95=237.5mm
由课本P116表8.3,取dd2=236mm
实际从动轮转速n2'
=nddi/dd2=960x95/236=387.09r/min
转速误差为:
(n2-n2)/n2=(384-387.09)/384=0.008<
0.05(允许)
带速V:
V=nddini/60X1000
=3.14x95x960/60x1000
=5.0im/s
在5~25m/s范围内,带速合适。
231.7mnWa0<
662mm
取a0=500
Ld=1600mm
a=535mm
(3)确定带长和中心矩
根据课本P134式(8.14)得
0.7(ddi+dd2)Wa。
<
2(ddi+dd2)
0.7(95+236)<
a0W2x95+236)
所以有:
231.7mnWa0W662mm由课本P134式(8.15)得:
L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0
=2x500+1.57(95+236)+(236-95)2
/(4X500)=1529.47mm
根据课本P118表(8.4)取Ld=1600mm根据课本P135式(8.16)得:
a"
a。
+(Ld-L0)/2=500+(1600-1529.5)/2=535mm
(4)验算小带轮包角
a1=1800-dd2-dd1/ax57.30
=180°
-(236-95)/535X57.3
=164.89°
>
1200(适用)
(5)确定带的根数
根据课本P127表(8.9)根据课本P131式(8.11根据课本P131图(8.11
根据课本P118表(8.4)
Z>
=Pc/P'
=H(P0+△P0)KaKL
=3.6/(0.87+0.12)>
0.97X0.99
=3.79
(6)计算轴上压力
由课本P124表8.6查得q=0.1kq/m,由式
(8.19)单根V带的初拉力:
Fq=1197.44N
F°
=500Pc/ZV(2.5/Ka1)+qV2
=[500X3.6/4X4.77X(2.5/0.97-1)+0.1
32]N
=151.04N
则作用在轴承的压力Fq,由课本P135式(8.20)
Fq=2ZF0sina/2=2X4X151.04sin164.89/2
=1197.44N2、齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在,所以齿轮采用软齿面。
小齿轮选用45钢调质,齿面硬度为220~250HBS
大齿轮选用45钢正火,齿面硬度170~210HBS,
根据课本P211表10.22选8级精度。
齿面精糙度
RaW3.2~6.3ym
(2)按齿面接触疲劳强度设计
由d1>
76.43(kT1(u+1)/柚训oh]2)1/3由式(10.21)确定有关参数如下:
传动比i齿=4取小齿轮齿数Z1=25o则大齿轮齿数:
Z2=iZ1=4X25=100实际传动比i°
=100/4=25传动比误差:
i-i0/1=4-4/4=0%<
2.5%齿数比:
u=i0=4
i齿=4Zi=25Z2=100u=4
T1=29843.7N•m
可用
aHlimZ1=560MpaaHlimZ2=530MpaNl1=1.20X109
NL2=2.995X108
Znt1=1
ZNT2=1.06
[oh]i=560Mpa
[oh]2=562Mpa
di=58.3mmm=2.5mm
由(td=b/d1(b为轮齿宽度,单位为mm)取机=1
(3)转矩T1
「=9.55X1000XP/n1=9.55X1000X3/960=29843.7N•mm
(4)载荷系数k由课本P192表10.1取k=1.1
(5)许用接触应力[oh]
[o]=OlimZnt/Sh由课本P188图10.24查得:
OHlimZ1=560MpaoniimZ2=530Mpa
由课本P212式计算应力循环次数Nl
Nl1=60n1rth=60X960X1X(10X52X40)
=1.20X109
Nl2=NL1/i=1.20X109/4=2.995X108
由课本P190图10.27查得接触疲劳的寿命系数:
ZNT1=1ZNT2=1.06
通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数Sh=1.0
[oh]1=oHlim1Znt1/Sh=560X1/1.0Mpa
=560Mpa
[o]2=oHiim?
Znt?
/Sh=530X1.06/1.0Mpa
=562Mpa
故得:
di>
76.43(kTi(u+1)/©
du[oh]2)"
=76.43[1.1X100000X5/1X4X5602]1/3mm=58.3mm
模数:
m=d1/Z1=58.3/25=2.33mm
根据课本P172表10.3取标准模数:
m=2.5mm
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
根据课本P195(10.24)式
k(2kT1/bm2Z1)YFaYsa<
[0
确定有关参数和系数
分度圆直径:
d1=mZ1=2.5X25mm=62.5mmd2=mZ2=2.5X100mm=250mm
齿宽:
b=©
dd1=1X62.5mm=62.5mm
取b=65mmb1=70mm
(7)齿形系数YFa和应力修正系数Ysa
根据齿数Z1=20,Z2=120由表10.13和表10.14得
YFa1=2.65Ysa1=1.59
YFa2=2.18Ysa2=1.80
(8)许用弯曲应力[of]
根据课本P189(10.14)式:
[cf]=CFlimYstYnt/SF
由课本图10.25查得:
0Flim1=210Mpa0Flim2=190Mpa
由图10.27查得:
Ynt1=1Ynt2=1
试验齿轮的应力修正系数Yst=2
按一般可靠度选取安全系数Sf=1.3
计算两轮的许用弯曲应力
[cf]1=OFlim1YstYnt1/SF=210/1.3Mpa
=162Mpa
[cf]2=0Flim2YstYnt2/Sf=190/1.3Mpa
=146Mpa
将求得的各参数代入式(10.24)
0F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1Ysa1
=(2X1.1X100000/65X2.52X25)
X2.65X1.59Mpa
=91Mpa<
[0f]1
0F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1Ysa1
=91X2.18X1.8/(2.65X.59)Mpa
=85Mpa<
[of]2
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
(9)计算齿轮传动的中心矩a
d1=62.5mmd2=250mmb=62.5mm
b1=70mm
YFa1=2.65丫Sa1=1.59
YFa2=2.18
Ysa2=1.80
阳血=210Mpa
OFIim2=190Mpa
Ynt1=1
YNT2=1
Yst=2
Sf=1.3
of1=91Mpaof2=85Mpa
a=156.25mm
Y=3.13m/s
a=m/2(Zi+Z2)=2.5/2(25+100)=156.25mm
(10)计算齿轮的圆周速度V
V=ndini/60X1000=3.14X62.5X955/60X1000
=3.13m/s
六、轴的设计计算
输入轴的设计计算
1、按扭矩初算轴径
选用45钢调质,硬度217~255HBS
根据课本P271(14.2)式,并查表14.1,取
c=118~107
d>
(107~118)X(3/960)1/3mm=15.6~17.3mm
考虑有键槽,将直径增大5%,则
d=15.3X(1+5%)mm=16.1mm
•••选d=16mm
2、轴的结构设计
(1)轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定
(2)确定轴各段直径和长度
工段:
d1=16mm长度取L1=50mm
h=2cc=1.5mm
II段:
d2=d1+2h=16+2X2X1.5=22mm
•d2=22mm
初选用7206c型角接触球轴承,其内径为30mm,宽度为16mm.
考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。
取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:
L2=(2+20+16+55)=93mm
III段直径d3=35mm
L3=L1-L=50-2=48mm
W段直径d4=45mm
由手册得:
c=1.5h=2c=2X1.5=3mm
d4=d3+2h=35+2X3=41mm
长度与右面的套筒相同,即L4=20mm
d=16mm
d1=16mmL1=50mmd2=22mm
L2=93mmd3=35mmL3=48mmd4=45mmL4=20mm
d5=30mmL=100mm
Ft=1000.436N
Fr=364.1N
但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.
该段直径应取:
(30+3X2)=36mm
因此将W段设计成阶梯形,左段直径为36mm
V段直径d5=30mm.长度L5=19mm
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm
(3)按弯矩复合强度计算
1求分度圆直径:
已知di=50mm
2求转矩:
已知T2=50.02N-m
3求圆周力:
Ft
根据课本P127(6-34)式得
Ft=2T2/d2=50.02X1000/50=1000.436N
4求径向力Fr
根据课本P127(6-35)式得
Fr=Ft•tana=1000.436Xtan2=364.1N
5因为该轴两轴承对称,所以:
La=LB=50mm
(1)绘制轴受力简图(如图a)
(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力:
Fay=Fby=F"
2=182.05N
Faz=FBZ=Ft/2=500.2N
由两边对称,知截面C的弯矩也对称。
截面C在垂直面弯矩为
MV=FAyL/2=182.05X50=9.1N-m
(3)绘制水平面弯矩图(如图c)
Fay=182.05N
Fby=182.05N
Faz=500.2N
MV=9.1N•m
Mh=25N•m
M=26.6N•m
T=48N•m
Me=99.6N•m
ee=14.5MPa
[e-1]b
d=35mm
Ft=1278.O7N
Fax=fBY=232.48N
Faz=Fbz=639.O4N
Mv=11.4N•m
Mh=31.3N•m
截面C在水平面上弯矩为:
Mh=FazL/2=500.2X50=25N•m
⑷绘制合弯矩图(如图d)
M=(Mv2+Mh2)1/2=(9.12+252)1/2=26.6N-m
⑸绘制扭矩图(如图e)
转矩:
T=9.55X(卩2伯2)X1O6=48N•m
(6)绘制当量弯矩图(如图f)
转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取
a=1,截面C处的当量弯矩:
Me=[M2+(aTf]1/2
=[26.62+(1X48)2]1/2=99.6N-m
(7)校核危险截面C的强度
由式(6-3
(Te=Me/O.1d33=99.6/0.1X413
=14.5MPa<
[er-1]b=6OMPa
•••该轴强度足够。
输出轴的设计计算
1、按扭矩初算轴径
选用45#调质钢,硬度(217~255HBS
M=33.31N•m
Me=273.04N•m
(Te=1.36Mpa
[C-1]b
轴承预计寿命48720h
FS1=FS2=340.136N
x1=1y1=0X2=1y2=0
P1=750.3N
P2=750.3N
Lh=730295h
•预期寿命足够
根据课本P235页式(10-2),表(10-2)取c=115d>
c(P3/n3)1/3=115x(2.168/76.4)1/3=35.08m
m
取d=35mm
2、轴的结构设计
(1)轴的零件定位,固定和装配
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,右面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。
(2)确定轴的各段直径和长度
初选7207c型角接球轴承,其内径为35mm,宽度为17mm。
考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长41mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
(3)按弯扭复合强度计算
已知d2=300mm
已知T3=271N•m
3求圆周力Ft:
根据课本P191(10.15)式得
Ft=2T3/d2=2x191.71x103/300=1278.07N
4求径向力Fr根据课本P191(10.15)式得
Fr=Ft•tan01=78.07x0.36379=464.95N
5•••两轴承对称
La=LB=49mm
(1)求支反力Fax、Fby、Faz、Fbz
Fax=FBY=Fr/2=464.95/2=232.48N
Faz=Fbz=Ft/2=1278.07/2=639.04N
(2)由两边对称,截面C的弯矩也对称截面C在垂直面弯矩为
Mv=FayL/2=232.48x49/2=11.4N•m
(3)截面C在水平面弯矩为
Mh=FazL/2=639.04x49/2=31.3N•m
(4)计算合成弯矩
M=(Mv2+Mh2)1/2
=(11.42+31.32)1/2
=33.31N-m
⑸计算当量弯矩:
根据课本P271得a=1
Me=[M2+(aTf]1/2=[33.312+(1x271)2]1/2
=273.04N•m
(6)校核危险截面C的强度
由式(14.3
(Te=Me/(0.1d3)=273.04/(0.1x453)
=1.36Mpa<
[c_i]b=60Mpa
•••此轴强度足够
七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件,轴承预计寿命
16X365X8=48720小时
1、计算输入轴承
(1)已知nn=657.53r/min
两轴承径向反力:
Fr1=Fr2=500.2N
初先两轴承为角接触球轴承7206AC型根据课本P298表(15.16)得轴承内部轴向力
Fs=0.68Fr则Fs1=FS2=0.68Fr1=340.136N
(2)-FS1+Fa=FS2Fa=0
故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端
Fa1=FS1=340.136NFa2=FS2=340.136N
⑶求系数x、y
Fa1/Fr1=340.136N/500.2N=0.68
Fa2/Fr2=340.136N/500.2N=0.68根据课本P295表(15.13)得e=0.68
Fa1/Fr1<
eX1=1Fa2/Fr2<
eX2=1
y1=0y2=0
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本P295表(15.12)取fp=1.5
根据课本P294(15.1)式得
P1=fp(x1Fr1+y1Fa1)=1.5X(1X500.2+0)=750.3N
P2=fp(X2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械设计 基础 课程设计 ZDD6